[发明专利]一种用于乙炔氢氯化的Ru-Bi催化剂及制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于乙炔氢氯化的Ru-Bi催化剂及制备方法及应用，属于有机合成用催化剂的制备技术领域。

背景技术

随着世界经济的高速发展，人民生活水平的不断提高提高对PVC(聚氯乙烯)材料的需求量也逐年增大。VCM(氯乙烯单体)聚合得到PVC，一般VCM的生产方法主要有三种，分别为乙烯法、乙烷法和乙炔法。由于国外的石油资源较为丰富，制备乙烯相对便利，所以发达国家普遍采用乙烯法生产VCM；而乙烷法制备VCM原料成本低廉，但是需要从液化天然气中分离出来是一个难题；乙炔法工艺制备VCM这种方法更适合我国这种富煤贫油的资源现状。所以我国制备VCM主要是以乙炔法合成路线为主。目前乙炔法合成工程中，工业上使用的催化剂有效成分为氯化汞(质量分数为10-13％)，但是在反应过程中汞易升华，这成为电石法生产聚氯乙烯中最致命的缺点。同时汞也是一种有剧毒的重金属，在环境中不易降解，只能以不同的价态，在食物链中转移，最终在人体内富集。水俣病是汞中毒的一种。汞能破坏中枢神经系统，对人类和动植物都能产生巨大的影响。因此，无汞催化剂的研究是目前乙炔氢氯化反应的第一要义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种价格低廉的用于乙炔氢氯化的Ru-Bi催化剂。

本发明的第二个目的是提供一种用于乙炔氢氯化的Ru-Bi催化剂的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种用于乙炔氢氯化的Ru-Bi催化剂的应用。

本发明技术方案概述如下：

一种用于乙炔氢氯化的Ru-Bi催化剂的制备方法，其特征是包括如下步骤：

催化剂制备：

(1)将铋盐加入溶剂中，加热搅拌使溶解得铋的摩尔浓度为0.08631mol/L～0.26762mol/L的铋盐溶液，加入10g多孔载体，浸渍5～24小时，在50～100℃水浴中搅拌至液体蒸发完毕，放入烘箱中110～180℃烘干，得到含Bi载体。

(2)按摩尔比Ru～Bi＝0.2～0.5称量钌盐，加入溶剂中，溶解得到钌盐溶液，加入含Bi的载体，浸渍5～24小时，在50～100℃水浴中搅拌至液体蒸发完毕，放入烘箱中110～180℃烘干，放入管式炉中5％～10％O₂中煅烧1～3小时，300-500℃得到用于乙炔氢氯化的Ru-Bi催化剂。

所述钌盐为氯化钌、醋酸钌或羰基氯化钌。

所述铋盐为硝酸铋或氯化铋。

所述多孔载体优选沥青基活性炭、煤基活性炭、果壳基活性炭或椰壳基活性炭。

上述方法制备的一种用于乙炔氢氯化的Ru-Bi催化剂。

上述一种用于乙炔氢氯化的Ru-Bi催化剂在乙炔氢氯化反应中的应用。

本发明的优点：

本发明的一种用于乙炔氢氯化的Ru-Bi催化剂不含汞，价格低廉；在反应温度为180℃、乙炔空速为150h^-1、原料气配比V_C2H2/V_HCl＝1∶1.15的条件下，其乙炔的初始转化率仍然可以达到99％，生成氯乙烯的选择性大于99.0％；当钌的负载量为1％，Ru∶Bi摩尔比为0.5时，催化剂的寿命大于300h。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，以便使本领域的技术人员可以更好的理解本发明。但所举实施例并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种用于乙炔氢氯化的Ru-Bi催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)称取0.68048g BiCl₃溶于25mL0.1mol/L的稀盐酸中，50℃水浴中搅拌使溶解形成Bi摩尔浓度为0.08631mol/L的BiCl₃溶液，浸渍10g煤基活性炭，浸渍时间为12小时；在80℃水浴中加热搅拌至液体蒸发完毕，放入烘箱中120℃烘干得到含铋的载体；